BIM. Инжиниринг объектов
капитального строительства

Собственная генерация для стекольной промышленности

Предприятия по производству стекла (тарное, листовое, оптическое и т.д.) в России активно внедряют собственную генерацию по причине энергоемкости и высокой загрузки производства. Как правило, предприятия по выпуску стекла предполагают работу в течение 365 дней в году, по три 8-часовых смены в сутки.

Стекольные заводы характеризуются:

  • строгими требованиями к надежности и бесперебойности электроснабжения (значительные затраты на потери продукции и подготовку оборудования к новому циклу при остановке производственного процесса);
  • сложной кривой нагрузки (высокие пусковые токи от мощных электродвигателей вентиляторов, насосов, печей, компрессоров, конвейеров, мостовых кранов и т.д.).

В технологическом процессе для целей охлаждения может использоваться холод (+7°С) от абсорбционной холодильной машины.

В связи с тем, что ключевым энергоресурсом является электроэнергия, подавляющее большинство объектов собственной генерации использует газопоршневые установки, которые имеют более высокий электрический КПД в сравнении с газотурбинными установками.

Для устойчивой работы системы рекомендуется организация параллельной работы собственной генерации с Сетью. Отсутствие Сети как балансира часто приводит к нестабильной работе газопоршневых установок, которые крайне чувствительны к резким набросам/сбросам нагрузки. Предлагаемое поставщиками оборудования решение – закупка генерации с запасом мощности – плохой вариант, так как кардинально ухудшаются инвестиционные показатели проекта.

Альтернативным решением устойчивости системы в островном режиме является согласованная с производственной технологией система управления нагрузками. Возможно, с применением незначительной балансной нагрузки (типа нагрузочного реостата) для сглаживания кривой нагрузки.

Контейнерные агрегаты, по нашему мнению, не являются единственным выбором на все случаи жизни по следующим причинам:

  1. Постоянная нагрузка предполагает выделение значительных теплоизбытков в объем помещения ГПУ в летнее время. В итоге недостатки вентиляции контейнера решаются за счет открытия ворот и дверей, а это нарушение правил безопасности и эксплуатации.

  2. Бесперебойное электроснабжение требует резервирования большинства агрегатов, наличия байпасных линий, удобства сервисного обслуживания. Обычный контейнер этим условиям не соответствует, а контейнер, построенный под эти требования, сравним со стоимостью здания.

  3. Объект состоит из множества позиций: газопоршневые установки, дизель-генераторные установки, распределительные устройства, абсорбционная холодильная машина с градирней, пиковые котлы. Все это, а также удобно расположенные диспетчерская и механическая мастерская, экономично и гармонично размещаются в едином здании.

  4. При реализации собственной генерации в здании персонал имеет прямой обзор машинного зала, слышит все, что происходит с оборудованием. Все коммуникации, включая цепи связи между оборудованием, шкафами управления и диспетчерской, проложены внутри помещения с возможностью легкого доступа к ним. При реализации объекта в контейнерах персонал реагирует на проблему гораздо дольше, поиск проблемы занимает больше времени.

Преимущество контейнера в мобильности, особенно в случае размещения прочего оборудования в производственных помещениях (в этом варианте совокупность контейнеров ГПУ может быть дешевле, чем соответствующие строительно-монтажные работы).

Краткая информация о собственной генерации стекольных заводов

Примерная стоимость Энергоцентра

Ориентир стоимости объекта (Pэл = 10 МВт): 10,5-13 млн евро

8-9% - инжиниринг (вкл. предпроект, проектирование, функции технического заказчика)

53-57% - основное оборудование (КГУ, нагрузочное устройство, котлы, ДГУ)

15-17% - вспомогательное оборудование (ТХ, ЭС, ОВ, ВК, СС, ГСВ, ДТ)

6-8% - общестроительные работы (КЖ, КМ, АР)

6-8% - монтаж и материалы (ТХ, ЭС, ОВ, ВК, СС, ГСВ, ДТ)

5-6% - автоматизация

3-4% - пусковая наладка и сдача в эксплуатацию

Сроки реализации Общая длительность проекта: 12-24 месяца
Условия окупаемости проекта

Окупаемость в пределах 5,0 лет достигается при следующих условиях:

  • тариф на электроэнергию на уровне напряжения СН2-НН (>4,0 руб./кВт*ч);
  • высокая стоимость технологического присоединения к электросетям;
  • высокая загрузка ГПУ в течение года (загрузка под 100%, минимальные простои на сервис);
  • высокий коэффициент использования вторичных энергоресурсов КГУ.
Электрические нагрузки

Коэффициент использования мощности: 75-90%.

Загрузка круглосуточная со снижением мощности при сервисном обслуживании (ППР производственного оборудования, ТО ГПУ).

Использование вторичных энергоресурсов когенерационных установок (КГУ)

Вторичные энергоресурсы генераторных установок используются в технологическом процессе и теплоснабжении корпусов.

Тепло газопоршневых установок используется в абсорбционной холодильной машине (АБХМ) для производства холода (+7°С) на цели технологического охлаждения.

Надежность энергоснабжения и качество электроэнергии

Надежность электроснабжения – ключевой фактор для стекольных заводов, так как остановка технологического процесса приводит к значительным денежным и временным затратам на повторный запуск.

Надежность и бесперебойность электроснабжения обеспечивается:

  • качеством проектирования, монтажа и наладки системы;
  • специальными проектными решениями по резервированию ответственных агрегатов и возможностью изолирования проблемных мест без остановки технологического процесса;
  • параллельной работой Энергоцентра с Сетью или реализацией системы управления нагрузками в островном режиме.

При параллельной работе с Сетью, останов генерации не приведет к останову производственного процесса. С другой стороны, возможны проблемы со стороны Сети (аварии или низкое качество электроэнергии), что приведет к останову и генерации, и производства. Для минимизации этого риска следует заранее получить статистику по отключениям на подстанции, которая относится к предприятию, и сделать выводы о целесообразности параллельной работы.

Без параллельной работы с Сетью частота отключений из-за сбросов/набросов нагрузки от мощных электродвигателей будет нередким событием. Необходимо реализовывать сложную систему управления нагрузками, возможно, с применением незначительной балансной нагрузки (типа нагрузочного реостата) для сглаживания кривой нагрузки.

Дизель-генераторная установка нужна для обеспечения потребителей 1-й категории надежности электроснабжения, а также недопущения значительных убытков при порче оборудования (например, застывания стекла в печи отжига). При наличии двух вводов от Сети, можно обойтись и без дизель-генератора.

Аварийное топливо для водогрейных котлов имеет смысл для обеспечения максимальной надежности теплоснабжения. Экспертизу можно пройти и без аварийного топлива. Например, предусмотрев возможность включения мобильных электрических нагревателей в случае отключения газоснабжения.

Требования к подрядчикам

Непрерывный технологический процесс основного производства предъявляет особые требования к надежности работы Энергоцентра. В частности, резервируются насосные агрегаты, предусматриваются обходные линии, создаются аккумулирующие баки подготовленной воды, используется сверхнадежная промышленная автоматизация.

Вместе с тем, необходимо ограничить затраты на строительство Энергоцентра. Для этого нужно:

  1. Выполнить качественное проектирование. Проектная организация должна специализироваться на объектах собственной генерации.

  2. Проект должен выполняться в трехмерном виде (3D) для формирования оптимальных объемно-планировочных решений и минимизации проблем при строительно-монтажных работах.

  3. Все оборудование сгруппировать в несколько удобных лотов и провести конкурсы. Если имеется российский качественный аналог, использовать его. Например, электроустановки или вентоборудование.

  4. Проектировщик должен контролировать всю «вертикаль проекта»: строительно-монтажные работы, пусконаладку и эксплуатацию Энергоцентра. В этом случае работает принцип «ответственности за проектирование».

  5. Разработать отдельную систему автоматизации Энергоцентра (включая ГПУ, котлы, электроустановки, вентиляцию и т.д.). Климатический компьютер теплиц с этой функцией не справляется.

  6. Разработать полноценную техническую документацию (исполнительную, приемо-сдаточную, эксплуатационную и т.д.). Обучить оперативный персонал с прохождением контрольного тестирования.

Распространенные ошибки Все потенциальные ошибки обусловлены низкой квалификацией исполнителей или недостаточным вниманием к проекту Заказчика и исполнителей:
  1. Завышенная мощность генерирующего оборудования (опирается на пессимистичные оценки поставщика основной технологии).
  2. Неправильный подбор вспомогательного оборудования ГПУ (например, мощности аппаратов воздушного охлаждения контуров ГПУ).
  3. Работа в автономном (островном) режиме без специальных мероприятий по управлению нагрузками, что приводит к множественным остановам генерации и производства.
  4. Низкий коэффициент использования потенциала вторичных энергоресурсов ГПУ.
  5. Отсутствие условий для максимальной скорости выполнения сервисных и ремонтных работ (удобные площадки и механизмы, отключающая арматура, резервные агрегаты и байпасы, место для выполнения сервисных мероприятий и т.д.).
  6. Отсутствие единой системы диспетчеризации, включающей и генерирующее оборудование, и электроустановки, и вспомогательное оборудование.
Эксплуатация Энергоцентра

Рекомендуется формирование отдельной службы, отвечающей за Энергоцентр, электроустановки и вспомогательное инженерное оборудование (насосы, арматура, датчики и т.д.) всего тепличного комплекса.

Диспетчерский контроль выполняется из Энергоцентра. Возможна организация дополнительного места оператора рядом с основным климатическим компьютером (для выполнения функций оператора Энергоцентра в ночное время).

При необходимости, имеет смысл привлекать внешних специалистов по шеф-эксплуатации собственной генерации.

Описание услуги «шеф-эксплуатации»

Для повышения прозрачности производства и потребления энергоресурсов, рекомендуется создание автоматизированной системы учета энергоресурсов.

Описание АСТУЭ

Примеры объектов

Стеклотарный завод «Анжи Стекло»

Пилкингтон Гласс

Лыткаринский завод оптического стекла

АСТУЭ позволяет:

  1. Получать детальную информацию по типам энергоресурсов (электроэнергия, газ, тепло, холод, вода и канализация).

  2. Получать данные и анализировать расходы энергоресурсов по отдельным зданиям и помещениям.

  3. Обоснованно заниматься снижением тарифной нагрузки.

  4. Находить оптимальный баланс по производству / покупке электроэнергии.

  5. Получать данные для поддержания максимальной топливной эффективности Энергоцентра.

  6. Контролировать эффективность энергосберегающих мероприятий.